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Noircissement des Bords
Edmund Optics Ltd

Noircissement des Bords

Perte Lumineuse

Edge-Blackening

Lors de l'intégration de lentilles dans un système à multi éléments un facteur limitant dans la performance globale est généralement due à la perte lumineuse. La perte lumineuse est l'énergie externe de l'ouverture utile d'un système optique diffusant en dehors des bords d'un composant optique ou mécanique et atteint le capteur dans une forme de bruit (plutôt qu'un signal). Une méthode généralement réussie pour réduire les pertes dans un système est d'utiliser un noircissement aux bords des optiques.

Mesure brDF

Les signaux diffusés sont généralement quantifiés comme puissance lumineuse par unité d'angle solide, ou l'inverse des stéradians. Les mesures de perte sont généralement moins considérées en normalisant les résultats par l'intensité lumineuse incidente sur la source. Cette fonction est généralement référée à la Fonction de Distribution de Réflectivité Bi-Directionnelle (brDF). Une équation simplifiée de la BDRF est le rapport d'intensité lumineuse réfléchie à incidente par angle solide. Ces mesures sont prises en projetant un laser sur une surface à un angle fixe de la normale. Un détecteur est ensuite tourné sur le point de diffusion pour enregistrer la changement en irradiance comme fonction angulaire (Figure 2).

Light reflected by an object outside FOV being scattered from the edges of a lens without edge blackening
Figure 1: Lumière réfléchie par un objet en dehors du FOV étant diffuser à partir des bords d'une lentille sans noircissement
Detector recording irradiance as a function of angle
Figure 2: Détecteur enregistrant l'irradiance comme fonction angulaire

 

Figure 3 compare les résultats d'un tel test entre une surface traitée avec un noircissement, et d'une autre non traitée pour simuler le bord d'une optique. Le schéma indique un ordre d'amélioration en réduction de perte lumineuse lors de l'utilisation du noircissement. Cette amélioration sauve potentiellement le besoin d'un système mécanique coûteux. Avec le détecteur proche des –90° de la normale, le pourcentage de lumière incidente enregistrée est proche de zéro du fait de l'angle d'incidence élevé. À –5° le pourcentage de lumière incidente enregistrée est également de 0%, du fait que le détecteur eclipse la source. À +5° il y a un pic du fait de la réflexion spéculaire (angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion). Le pourcentage de lumière incidente enregistrée approche alors zéro puisque l'angle du détecteur approche à nouveau les 90° de la normale.

BRDF Plot of unblackened and blackened lenses
Figure 3: Diagramme brDF de lentilles noricies et non noircies

Résultats

Figures 4 and 5 illustrent un profil d'irradiance prises à partir d'un capteur imageant un point source à travers une lentille. Figure 4 fut générée par une optique standard alors que Figure 5 fut générée en utilisant une optique à bords noircis. L'effet de perte lumineuse comme illustré en Figure 4 procure un bruit déformant l'image et résultant en un contraste d'image plus faible.

Line profile of the irradiance distribution through the center of an imaging sensor where the lens edges are not blackened
Line profile of the irradiance distribution through the center of an imaging sensor where the lens edges are not blackened
Figure 4: Résultat Conventionnels — Profil de la distribution d'irradiance d'un capteur d'imagerie ou les bords ne sont pas noircis.
Line profile of the irradiance distribution through the center of an imaging sensor where the lens edges are blackened
Line profile of the irradiance distribution through the center of an imaging sensor where the lens edges are blackened
Figure 5: Résultats Bords Noircis — Profil de la distribution d'irradiance à travers le même capteur où les bords sont noircis.

L'utilisation d'optiques à bords noircis est en accordance avec RoHS, encre résistante aux solvants est désormais disponible en stock pour de nombreuses lentilles. Le suffixe INK sera alors apparent après le numéro de stock. Dans le cas où celui-ci n'est pas disponible en stock, cette solution est également disponible avecPrototypage Optique

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